旋挖钻在亳阜高速公路施工中的应用论.doc

旋挖钻机在亳阜高速公路施工中的应用罗志华摘要 钻孔灌注桩已广泛应用于各类结构物的基础，施工多用循环钻机，不仅施工进度慢，而且使用泥浆循环，泥浆排放对场地污染严重，也不利于环保要求。本文结合亳阜高速公路第十二标刘小集互通立交桥梁钻孔桩施工中采用的两台旋挖钻机，就旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的进度、质量、环保及安全文明施工、现场管理等方面作了初步探讨，并取得了一些经验。1 工程概述亳州至阜阳高速公路是安徽省“三纵四横七连”骨架路网中的西纵：即亳州阜阳六安安庆东至中的一段，是安徽省“十五”重点建设项目，全长99.938公里，第十二标段为刘小集互通立交，是连接亳阜高速公路与界阜蚌高速公路的枢纽型互通立交，位于阜阳市北部，距离阜阳市约30km，距离界首市和蚌埠市分别为38和137km，中心桩号K99+936.821。刘小集互通立交是安徽省高速公路干线网骨架的重要结点，对完善安徽省公路网建设将起到重要作用。本标段共有特大桥1座，匝道桥4座，中桥3座，桥梁共长2147米，钻孔灌注桩共360根，桩径有1.2m、1.3m、1.5m、1.6m四种，合计14500m，桩长最大为47m，最短为40m。为了加快施工进度和环保要求，使用两台旋挖钻机施工钻孔桩，型号分别为R-622HDM(意大利产)、KH125(日本产)。2 场地工程地质、水文地质条件本标段位于安徽省西北部亳州市境内，为典型的堆积型地貌，属黄淮冲击平原，地势开阔平坦，微有起伏，由西北向东南微倾，物质组成为第四系全新统灰黄色亚粘土和棕红色粘土、上更新统青灰及青黄色亚粘土。项目沿线属淮河水系，本标段内无大的河流，地下水资源丰富，埋深一般为4.05.0m，地下水主要为松散岩类孔隙水。3 施工设备3.1 施工设备选择由于本标为互通立交，桥梁集中，钻孔桩密集，场地较小，使用普通循环钻机进度慢，泥浆排放对场地污染严重。旋挖钻机适宜旱地、地势平坦且地基承载力大于70KPa的场地施工，地面应有较好的排水条件。选用旋挖钻机具有明显的优势。3.2 选用的旋挖钻机主要技术参数本标段共选用两台旋挖钻机，技术参数见下表。序号性能指标R-622HDM(意大利产)KH125(日本产)1最大钻孔直径(mm)280017002最大钻孔深度(m)77563最大扭矩(KNm)201404主卷扬机提升力(KN)2001205副卷扬机提升力(KN)1406发动机型号及功率(KW)BF6105C 273917工作重量(T)75488钻杆长度(m)413.5413.59工作塔高(m)22.520.73.3 旋挖钻机的基本特点3.3.1 设备的操作、控制采用电液一体化，提高了设备运行的可靠性和操作的灵活性，有效保证施工质量；3.3.2 大扭矩液压顶区动力头和伸缩式钻杆是目前实现无循环作业的典型代表，伸缩式钻杆是实现无循环钻孔施工必不可少的专用工具，避免了每次起下钻具过程中繁琐的拧卸作业，大大减少了辅助作业时间，随着地层的变化，可及时选择与之相适应的钻斗。3.3.3 施工振动小，噪音低，扭矩大，成孔速度快，无泥浆循环，机械安装简单，在施工场地内移动机械方便。桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥更好。3.3.4 在粘性较大的土质中施工，容易糊钻，会降低工作效率；对于砂性地层，当泥浆比重不适当时，容易产生坍孔。 4 施工现场管理4.1 旋挖钻机施工工艺流程见“旋挖钻机施工工艺流程图”。4.2 施工技术措施4.2.1 护筒埋设钻孔用护筒采用=6钢板制作，护筒长度为2米，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面40，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50,竖直线允许误差1%。埋深12米。护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%。4.2.2 护壁泥浆护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要求:a 胶体率不低于95%。b 含砂率不大于4%。c 造浆能力不低于2.5l/kg。塑性指数17（砂粘土应15，大于0.1mm的颗粒6%），护壁泥浆选择泥浆材料的选择及配比：水：膨润土：碱：CMC=1:0.1:0.01:0.001泥浆比重：1.051.15，粘度1630s，失水率20ml/30min，泥皮厚3mm/30min，PH值为810。提钻、卸土测量放样钻机就位埋设护筒、复测桩位孔内注入稳定液（泥浆）下入钻斗，旋挖钻进钻至设计标高，提钻下掏砂斗清孔，测量孔深下钢筋笼复测孔深，必要时二次清孔灌注水下砼拔出护筒旋挖钻机施工工艺流程图4.2.3 钻孔作业（1）开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足。水电管路是否电畅通，以确保正常。(2)正式钻进前先启动泥浆泵，配制合适的泥浆。（3）钻头着地，旋转开钻，以钻头的自重并加压钻进，旋转并挤压钻头，使钻头内充满泥浆后提起钻头，钻头提升过程中及时补充泥浆并保持水头。提出钻头后将钻头中的泥砂倾卸掉。关闭钻头的阀门，将钻头转回钻进地点，并将旋转体的上端固定，降落钻头继续钻进。（4）钻孔完成后，进行第一次清孔，清除孔底沉渣。(5)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。(6)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。(7)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.01.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。（8）钻孔过程中用检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。（9）当钻孔距设计标高1米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。（10）当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后进行清孔。4.2.4 清孔（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。（2）清孔采用捞渣法，钻孔达到设计标高后，将钻头慢速提出取下钻头换上捞沙桶，捞出孔内沉积的泥渣，并注入净化泥浆（相对密度1.031.10，粘度1720s，含砂率2%），孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。（3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以上1.52.0m，泥浆比重合适，防止坍孔缩孔。（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即停止清孔作业，放入钢筋笼，灌注水下混凝土成孔质量标准表项 目允 许 偏 差孔中心位置()50孔径()设计桩径倾斜度1%孔深不小于设计深沉渣厚度()300或按设计规定清孔后泥浆指标相对密度:1.031.10 粘度:1720Pa.s 含砂率:95%5 几点体会5.1 工程进度快使用本钻机大大加快了工程进度，以单根40m长1.50m的钻孔桩为列，此钻孔桩正常钻孔时间为34.5小时，比常规循环钻机可缩短30小时。功效显著提高。平均每天可完钻孔桩4根，160延米，工程进度显著加快。5.2 文明施工、满足环境保护要求钻机施工前及时做好